【正文】 基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì) 緒論 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，出售商品品種的增加，需要稱量物品的設(shè)備也需要更新?lián)Q代，人們對(duì)稱重裝置的要求也越，電子稱重裝置推廣，從而進(jìn)入到傳感器，電子學(xué)和微處理機(jī)領(lǐng)域、使得稱重裝置變成為電子儀器。它的特點(diǎn)是：精確、智能、方便、明了、可靠，克服了傳統(tǒng)的 1. 智能電子秤系統(tǒng)的概況 隨著自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)在功能、精度、智能化、性價(jià)比等方面越來越難以滿足人們的需要，尤其對(duì)一些微小質(zhì)量的測(cè)量更顯得力不從心。為了實(shí)現(xiàn)高智能化的微小質(zhì)量測(cè)量，以及 商業(yè)流通領(lǐng)域中經(jīng) 常進(jìn)行各種精度范圍的重量測(cè)量，傳統(tǒng)的秤砣加秤盤模式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代商業(yè)零售的需要。同時(shí)商品種類的繁多和對(duì)服務(wù)更高的要求也促使電子秤的功能進(jìn)一步擴(kuò)展，而成為集度量、結(jié)算于一體的商業(yè)銷售終端。 本著這些思想，本商用電子秤系統(tǒng)設(shè)計(jì)由傳感器、 A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)和 LED 顯示器等組成，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，精度高等優(yōu)點(diǎn)。 電子秤的發(fā)展史 早在 20 世紀(jì) 80 年代，美國、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，就開始了數(shù)字式稱重傳感器和數(shù)字稱重系統(tǒng)的預(yù)先研究和初期開發(fā)工作，經(jīng)過十余年的努力，推出了多種數(shù)字式智能稱重傳感器及其稱重 系統(tǒng)，在電子稱重領(lǐng)域備受矚目 ,有力的推動(dòng)了電子衡器數(shù)字化和數(shù)字稱重系統(tǒng)的發(fā)展。 我國數(shù)字式智能稱重傳感器的研究開發(fā)始于 20 世紀(jì) 90 年代中后期，在短短幾年時(shí)間里，研制出安裝在模擬式稱重傳感器內(nèi)部的小型數(shù)字化單元，完成了模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，變 圖 33 圖中 MODE 端接地， 7109 工作于直接輸出工作方式 。 RUN/HOLD接 +5V，以使 7109 連續(xù)轉(zhuǎn)換。 STATUS作為中斷請(qǐng)求信號(hào)與單片機(jī)的中斷輸入端相連。由于采用了 的晶振并經(jīng) 58 分頻，故 7109 完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間為 T=8192（脈沖周期）58/=,即轉(zhuǎn)換速率為 次 /秒。 7109 輸出的 12 位數(shù)據(jù)及極性、過量程標(biāo)志分別由 HBEN 和 LBEN 控制，分兩次送入單片機(jī)。 單片機(jī)控制系統(tǒng) 該智能電子秤采用 ATM 公司的 AT89C52[4]作為 CPU，它是一種低功耗高性能的八位 CMOS微控制器，與 MCS51 微控制器 件兼容本設(shè)計(jì)的控制電路。以單片機(jī) 89C52 為控制中心，負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)和外接設(shè)備的信號(hào)，再處理數(shù)據(jù)，發(fā)出控制信號(hào)，以達(dá)到所需的要求。單片機(jī) [5]的SHIFT 輸入端可接地。 74LS07 芯片是 8279 作為 LED 數(shù)碼管顯示器的段選碼輸出端口的同相驅(qū)動(dòng)芯片，見后附錄二。 鍵盤顯示接口電路 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)除了前面所述的四個(gè)結(jié)構(gòu)外，還需要用到人機(jī)聯(lián)系部件以便接收各種命令和數(shù)據(jù)，即價(jià)格，重量的數(shù)據(jù)輸入，清零、分度數(shù)設(shè)定、 最大稱量設(shè)定、分度值設(shè)定、零點(diǎn)自動(dòng)跟蹤、零中心指示、過載顯示、自動(dòng)累計(jì)、欠電壓指示等命令的輸入。 集成芯片 8279 就是如上所述的一種功能較完善的鍵盤接口電路，它還具備顯示接口的功能。 8279 芯片作為通用接口電路，一方面接受來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，另一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示數(shù)據(jù)的管理和對(duì)數(shù)碼顯示器的控制。 本系統(tǒng)中有 14 位 LED 顯示器， 44 鍵盤和 8279 的接口電路。圖中鍵盤的行線接 8279 的低電平位的顯示位中的顯示內(nèi)容分別顯示出來，當(dāng)這一過程很快顯示時(shí)，人們就會(huì)在幾個(gè) LED中看到了顯示出來的不同內(nèi)容。在連接 32 鍵以內(nèi)的簡單鍵盤時(shí)， CNTL、 SHIFT 輸入端可接地。 74LS07 芯片是 8279 作為 LED 數(shù) 碼管顯示器的段選碼輸出端口的同相驅(qū)動(dòng)芯片。 主程序工作原理 軟件程 [6]序包括主程序、顯示程序、鍵盤處理程序、Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理程序?？刂破髦校?T89C52 的 INT1 為Ａ／Ｄ中斷請(qǐng)求輸入線， INT0 為鍵盤中斷服務(wù)程序。 A/D 中斷服務(wù)程序完成采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；鍵盤中斷服務(wù)程序完成掃描，判斷數(shù)字鍵或功能鍵，若為數(shù)字將其數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和顯示緩沖區(qū)。若是功能鍵進(jìn)入相應(yīng)功能鍵處理程序。鍵盤上有數(shù)字鍵 0~9 和五個(gè)功能鍵，數(shù)字鍵用于輸入商品單價(jià)、物體重量，功能鍵有去皮、清零、凈 /毛 轉(zhuǎn)換等功能、小數(shù)點(diǎn)。 （ 1） AT89C52 輸入輸出端口定義如下： P0口 —— A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集 P1口 —— 芯片 8279 與單片機(jī)的接口 T2 設(shè)為定時(shí)器狀態(tài)，定時(shí)時(shí)間為 13ms。在中斷服務(wù)中首先掃描鍵盤，判斷有無鍵按下。若有，則執(zhí)行鍵識(shí)別程序。然后返回主程序進(jìn)行其他操作。 （ 6） 初始化程序完成所有系統(tǒng)設(shè)置 系統(tǒng)初始化程序完成對(duì)鍵盤接口功能芯片 8279 初始化設(shè)置，完成片內(nèi) RAM 劃分，堆棧指針的設(shè)置。完成對(duì)各種功能程序段運(yùn)行開關(guān)的設(shè)置，中斷優(yōu)先級(jí)的確定。 主程序流程框圖 開機(jī)后，機(jī)器自檢，檢查稱重顯示是否為零。若稱重顯示不為零，則顯示為錯(cuò)誤標(biāo)志，并進(jìn)行微調(diào)，使之顯示為零；若稱重顯示為零，進(jìn)行整機(jī)初始化，然后啟動(dòng) 延時(shí)程序，并判斷標(biāo)志位是否到 ；如果到了，則進(jìn)行稱重及數(shù)據(jù)運(yùn)算處理，否則直接將顯示數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū)，接下來判別有無鍵按下，若有則進(jìn)入鍵功能處理程序，若沒有鍵按下，則返回主程序。 SHAPE \* MERGEFORMAT 系統(tǒng)初始化 系統(tǒng)上電后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。初始化程序 [7]主要完成對(duì)單片機(jī)內(nèi)專用寄存器的設(shè)定，單片機(jī)工作方式及端口 的工作狀態(tài)的規(guī)定、 RAM 自檢、各標(biāo)志位的設(shè)置、設(shè)置棧指針、分配內(nèi)存空間、設(shè)定計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器的工作方式。 AT89C52 的初始化 1. AT89C52 作為系統(tǒng)中央控制單元，是系統(tǒng) [8]程序中斷，數(shù)據(jù)處理中心，也是其它各模塊紐帶，對(duì)其初始化意義非常大。 （ （ 1） 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 初始化 在程序的開始處，我們?cè)O(shè)置 定時(shí)來處理采樣值。所以根據(jù)實(shí)際情況，我們?cè)O(shè) T0 為定時(shí)器并且定時(shí)為 50ms。因定時(shí)時(shí)間夠大，所以采用 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)方式工作。所以 T0 設(shè)定為工作方式 1，非門控方式， =0， M1=0， M0=1， GATE=0； 方式寄存器 TM TH0、 TL0 初值計(jì)算 由于 T=（ 65536X） 1=50000 得 X=15536=3CB0H 即 TH0=3CH， TL=0B0H （ 2）定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T1 初始化 我們?cè)O(shè) T1 為計(jì)數(shù)器，也用 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)方式工作。所以=1, =0, =1,非門控制方式。 TMOD=01010001B=51H （ 3）定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 初始化 T2 作為鍵盤中斷延時(shí)定時(shí)器。定時(shí) 13ms， 其初始化根據(jù)中斷實(shí)際應(yīng)用來設(shè)置。 3. 中斷初始化 （ 1） 系統(tǒng)中中斷請(qǐng)求源包括外部 INT0 和 INT1 中斷請(qǐng)求，中斷的允許或禁止是有 內(nèi)可進(jìn)行位尋址的 8 位中斷允許寄存器 IE 來控制的，如下所示： EA X X ES ET1 EX1 ET0 EX0 其中 EA 是總開關(guān)，如果它等于 0，則所有中斷都不允許，本系統(tǒng)中 SETB EA 讓它總開。ET0， ET1 分別為定時(shí) 0， 1 的中斷允許， ET0、 ET1 為外部中斷允許，它們根據(jù)實(shí)際程序應(yīng)用來設(shè)置，利用位操作指令 SETB 來實(shí)現(xiàn)， （ 2）中斷響應(yīng)過程 CPU響應(yīng)中斷時(shí)，首先把當(dāng)前指令的下一條指令（就是中斷返回后將要執(zhí)行的指令）的地址送入堆棧，然后根據(jù)中斷標(biāo)記，將相應(yīng)的中斷入口地址送入 PC，執(zhí)行 PC指向所指地址程序。中斷完成后，一定要執(zhí)行一條 RETI 指令，執(zhí)行這條后， CPU 將會(huì)把堆棧中保存著的地址取出，送回 PC，那么程序就會(huì)從主程序的中斷處繼續(xù)往下執(zhí)行。如圖： 本課題中我們?cè)O(shè)置允許外部中斷 0、中斷 1，定時(shí)器 0、計(jì)數(shù)器 1 都中斷允許，則 IE 是 EA X X ES ET1 EX1 ET0 EX0 1 0 0 0 1 1 1 1 8279 的初始化 1. 8279 的初始化 本課題中 8279[9]是連接鍵盤與顯示的接口芯片，在系統(tǒng)上電復(fù)位后， 8279 的命令 /狀態(tài)口地址為 7FFFH，數(shù)據(jù)口地址為 7FFEH，清除 8279FIFO 堆棧和顯示 RAM，設(shè)置編碼掃描、輸入方式、掃描頻率，開外部中斷。電子秤的顯示是 8 位顯示，外部譯碼，驅(qū)動(dòng)顯示。 （ 1）鍵盤 /顯示 器方式設(shè)置命令字 掃描計(jì)數(shù)器設(shè)定為編碼方式，將鍵盤設(shè)置為雙鍵互鎖，顯示器選取右入口顯示方式，則命令字為 10H。 （ 2） AT89C52 的晶振頻率 f=12MHZ，則 ALE 線的輸出頻率為 f/12=1MHZ， 8279 內(nèi)部時(shí)鐘頻率要求 100KHZ，則分頻系數(shù)應(yīng)取 20，命令字為 34H。 （ 3）寫顯示 RAM 命令字